Một trong những phần quan trọng nhất của quy trình lắp ráp giá treo bề mặt là bôi chất hàn lên bảng mạch in (PCB). Mục đích của quá trình này là gửi chính xác số lượng chính xác vào từng miếng đệm được hàn. Điều này đạt được bằng cách in lụa chất hàn qua giấy nến hoặc giấy bạc nhưng cũng có thể được áp dụng bằng cách quét. Nhiều người tin rằng phần này của quy trình, nếu không được kiểm soát chính xác, sẽ gây ra phần lớn lỗi lắp ráp.
Phụ lục bài viết
Máy quét kem hàn là gì?
Máy quét kem hàn là một phần quan trọng trong quy trình SMT (Surface Mount Technology). Vì chất hàn là hỗn hợp của bột và chất trợ dung, nên nó ở dạng lỏng trong quá trình in. Độ nhớt là một chỉ số chính của dạng chất lỏng dán hàn. Nếu nó có độ nhớt thấp, nó dễ dàng chảy để lấp đầy và sụp đổ.
Nếu nó có độ nhớt cao, nó rất dễ lăn, bong tróc và tạo hình. Yêu cầu về độ nhớt cũng khác nhau ở các giai đoạn in dán hàn khác nhau. SMT có yêu cầu linh hoạt về độ nhớt nhưng rất may bản thân độ nhớt là một biến số rất dễ thay đổi. Yêu cầu về độ nhớt khác nhau này đặt ra sự phụ thuộc nhiều hơn vào quy trình in dán hàn và cài đặt tham số của máy in.
Trong máy quét kem hàn, keo hàn in ra đôi khi rất mỏng, dẫn đến hư hỏng sản phẩm do lượng keo hàn nhỏ sau khi nung xong. Đây là lý do tại sao nó rất quan trọng.
Chất lượng tấm thép
Quét khuôn là quét tiếp xúc, vì vậy độ dày của khuôn quét và kích thước của lỗ mở quyết định lượng keo hàn cần thiết để quét. Quá nhiều chất hàn dán sẽ tạo ra đoản mạch, trong khi quá ít chất hàn dán sẽ tạo ra sự thiếu hụt chất hàn tại các mối hàn, mẫu và hình dạng của lỗ mở cũng như độ trơn của lỗ mở cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng của bản phát hành.
Ngoài ra, phần mở khuôn mẫu phải có miệng hình chuông, nếu không, chất hàn dán sẽ bị bong ra khỏi mặt vát của lọ chuông trong quá trình tháo khuôn.
Các thông số của quá trình in quét
Kem hàn là một chất lỏng thixotropic. Khi miếng dán bị nhớt, dụng cụ cạo sẽ di chuyển về phía trước với một tốc độ và góc nhất định để đẩy miếng dán hàn thành một cuộn phía trước miếng cạo, dẫn đến cần phải bơm miếng dán hàn vào áp suất trong lưới hoặc lỗ rò rỉ . Ma sát nhớt của chất hàn làm cho chất hàn bị cắt ở giao điểm của chổi cao su và khuôn quét.
Lực cắt sau đó làm giảm độ nhớt của chất hàn dán do đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc bơm chất hàn vào lưới một cách trơn tru. Cần có sự cân bằng nhất định giữa tốc độ, áp suất và góc của lưỡi dao với khuôn quét và độ nhớt của kem hàn. Do đó, chất lượng in của keo hàn chỉ có thể được đảm bảo bằng cách kiểm soát đúng các thông số này.
Các thông số quét khác nhau có thể ảnh hưởng đến khối lượng của miếng dán hàn. Khi tốc độ tăng lên, khối lượng của miếng dán hàn đầu tiên tăng lên và sau đó giảm xuống. Khi áp suất tăng lên, khối lượng kem hàn sẽ tăng và giảm nhanh chóng trong quá trình này. Tước càng nhanh, âm lượng càng lớn. Khoảng cách càng lớn, khối lượng càng lớn. Giá trị tối đa của sự thay đổi âm lượng của chất hàn dán bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Sự thay đổi do tốc độ và cấp độ gây ra là những biến số lớn nhất.
Tiếp theo, theo thứ tự quan trọng, khoảng cách quét, tốc độ bóc và áp suất là yếu tố ít ảnh hưởng nhất. Đối với quy trình in dán hàn SMT, điều quan trọng là phải ghi nhớ tác dụng của từng biến. Kỹ thuật phù hợp của các thông số này có thể giúp tạo ra giấy nến phù hợp cho sản phẩm của bạn, độ dày thiếc khác nhau và chất lượng đáng tin cậy hơn.
Tốc độ quét
Tốc độ di chuyển của chổi cao su xác định lượng thời gian có sẵn để chất hàn dán “cuộn” vào các lỗ của khuôn quét và lên các miếng đệm của PCB. Thông thường, cài đặt 25 mm mỗi giây được sử dụng nhưng điều này có thể thay đổi tùy thuộc vào kích thước của các lỗ trong khuôn quét và chất hàn được sử dụng.
Áp lực quét
Trong chu kỳ quét, điều quan trọng là phải tạo đủ áp lực trên toàn bộ chiều dài của lưỡi chổi cao su để đảm bảo lau sạch khuôn quét. Áp suất quá thấp có thể gây ra hiện tượng “bôi bẩn” hồ dán trên khuôn quét, khả năng lắng đọng kém và quá trình chuyển giao không hoàn toàn sang PCB.
Quá nhiều áp lực có thể gây ra hiện tượng “hớt” hồ dán từ các lỗ lớn hơn, làm mòn quá mức khuôn quét và chổi cao su, đồng thời có thể gây ra hiện tượng “chảy máu” hồ dán giữa khuôn quét và PCB. Cài đặt điển hình cho áp suất của chổi cao su là 500 gram áp suất trên 25 mm của lưỡi chổi cao su.
Góc quét
Góc của chổi cao su thường được đặt thành 60° bởi giá đỡ mà chúng được cố định. Nếu góc được tăng lên, nó có thể gây ra hiện tượng ‘múc’ miếng dán của bộ giữ từ các lỗ của khuôn quét và do đó, ít chất hàn dán lắng đọng hơn. Nếu góc bị giảm, nó có thể để lại một lượng keo hàn còn sót lại trên giấy nến sau khi chổi cao su đã hoàn thành bản in.
Tốc độ tách
Đây là tốc độ mà PCB tách ra khỏi khuôn quét sau khi in. Nên sử dụng cài đặt tốc độ tối đa 3 mm mỗi giây và được điều chỉnh bởi kích thước của các lỗ trong khuôn quét. Nếu quá trình này diễn ra quá nhanh, nó sẽ khiến cho chất hàn dán không giải phóng hoàn toàn khỏi các lỗ và hình thành các gờ cao xung quanh lớp cặn còn được gọi là “tai chó” có thể nhìn thấy bên dưới.
Làm sạch khuôn quét
Khuôn quét phải được làm sạch thường xuyên trong quá trình sử dụng, có thể được thực hiện thủ công hoặc tự động. Nhiều máy in tự động có một hệ thống có thể được thiết lập để làm sạch khuôn quét sau một số bản in cố định bằng cách sử dụng vật liệu không có xơ được bôi bằng hóa chất tẩy rửa như IPA. Hệ thống thực hiện hai chức năng, chức năng đầu tiên là làm sạch mặt dưới của khuôn quét để tránh bị nhòe và chức năng thứ hai là làm sạch các lỗ bằng chân không để tránh tắc nghẽn.
Tình trạng khuôn quét và chổi cao su
Cả khuôn quét và chổi cao su đều cần được bảo quản và bảo quản cẩn thận vì bất kỳ hư hỏng cơ học nào đối với cả hai đều có thể dẫn đến kết quả không mong muốn. Cả hai đều phải được kiểm tra trước khi sử dụng và làm sạch hoàn toàn sau khi sử dụng, lý tưởng nhất là sử dụng hệ thống làm sạch tự động để loại bỏ bất kỳ chất hàn nào còn sót lại. Nếu nhận thấy có bất kỳ hư hỏng nào đối với chổi cao su hoặc giấy nến, chúng nên được thay thế để đảm bảo quy trình đáng tin cậy và có thể lặp lại.
Hỗ trợ PCB
Đây là một yếu tố quan trọng để đảm bảo PCB được giữ phẳng so với khuôn quét trong quá trình in. Nếu PCB không được hỗ trợ đầy đủ, nó có thể dẫn đến các lỗi in chẳng hạn như vết dán kém và vết nhòe. Giá đỡ PCB thường được cung cấp cùng với máy in có chiều cao cố định và có các vị trí có thể lập trình để đảm bảo quy trình nhất quán. Ngoài ra còn có các hỗ trợ PCB có thể thích ứng có sẵn với các thiết kế khác nhau tự tạo khuôn cho PCB và rất hữu ích cho các cụm lắp ráp hai mặt.
Quét viền
Đây là khoảng cách mà chổi cao su di chuyển trên khuôn quét và được khuyến nghị tối thiểu là 20mm qua khẩu độ xa nhất. Khoảng cách qua khe hở xa nhất rất quan trọng để có đủ không gian cho miếng dán lăn trên hành trình quay lại vì chính quá trình lăn của hạt dán hàn sẽ tạo ra lực hướng xuống để đẩy miếng dán vào các lỗ.
Loại, lưu trữ và xử lý
Chất hàn dán về cơ bản là chất hàn dạng bột lơ lửng trong một môi trường dày gọi là chất trợ dung. Chất trợ dung hoạt động như một chất kết dính tạm thời, giữ các bộ phận tại chỗ cho đến khi quá trình hàn làm chảy chất hàn và tạo thành kết nối điện/cơ khí.
Kem hàn là vật liệu ‘Thixotropic’ và yêu cầu năng lượng được cung cấp dưới dạng chuyển động của đầu in để nó thay đổi độ nhớt và chảy đều vào các lỗ khuôn quét. Một thuật ngữ thường được sử dụng là ‘Lưu biến’ của kem hàn mô tả cách kem hàn tạo thành một khối khi không có năng lượng nhưng thay đổi thành vật liệu lỏng hơn khi có năng lượng.
Nên chọn đúng loại kem hàn dựa trên kích thước của các lỗ trong khuôn quét. Độ thoát ra khỏi các lỗ của khuôn quét bị ảnh hưởng bởi kích thước hạt trong hỗn hợp hàn đã chọn. Dưới đây là các kích thước hạt có sẵn:
 |
 |
Có một ‘quy tắc 5 bóng’ cho biết lý tưởng nhất là tối thiểu 5 hạt hàn phải trải rộng trên chiều rộng của khẩu độ nhỏ nhất.
Cả kem hàn thiếc-chì và không chì phải được làm lạnh trong khi bảo quản để duy trì thời hạn sử dụng nhưng phải được đưa về nhiệt độ phòng trong tối thiểu tám giờ trước khi sử dụng để duy trì chất lượng.
Kem hàn nên được trộn trước khi sử dụng để đảm bảo phân phối đồng đều bất kỳ vật liệu tách rời nào trong toàn bộ dán. Việc trộn có thể được tiến hành thủ công hoặc tự động bằng máy điều hòa dạng sệt trong khoảng thời gian từ 3 đến 5 phút.
Giám định (2D/3D)
Để xác minh quy trình, có thể sử dụng kiểm tra tự động để kiểm tra chính xác cặn hàn dán. Có hai loại kiểm tra chất hàn dán, đó là kiểm tra 2D để kiểm tra khu vực của chất hàn dán và kiểm tra 3D để kiểm tra khối lượng chất hàn dán.
Sau khi kiểm tra bản in dán hàn, hình ảnh bên dưới hiển thị các ví dụ về kết quả có thể xảy ra: –
Đây là điều kiện mục tiêu.
- ‘Slumped print’ thường xảy ra trong một quy trình được chạy ở nhiệt độ trên mức khuyến nghị.
- Kết quả ‘Scavenged print’ là kết quả có thể nhìn thấy nếu áp suất chổi cao su được đặt quá cao và xảy ra hiện tượng ‘Scooping’.
- ‘Bridging’ có thể là kết quả của việc hỗ trợ bảng kém hoặc tình trạng/độ sạch của khuôn quét.
- ‘Peaking’ thường được chú ý khi tốc độ tách khuôn quét được đặt quá cao.
Quét kem hàn không chì ở nhiệt độ thấp
Khi in keo hàn không chì ở nhiệt độ thấp, điều quan trọng là phải sử dụng các cài đặt máy chính xác để đạt được bản in chất lượng cao nhất quán.
Như đã trình bày chi tiết ở trên, tốc độ in thường được đặt thành 25 mm mỗi giây và áp suất của chổi cao su được đặt thành 500 gam áp suất trên 25 mm của lưỡi chổi cao su. Các cài đặt để in keo hàn không chì ở nhiệt độ thấp có thể khá khác nhau và nếu không được cài đặt chính xác sẽ gây ra độ nét của bản in kém.
Tốc độ in phải nhanh hơn nhiều so với các loại bột hàn thông thường, từ 50 mm mỗi giây đến 100 mm mỗi giây. Áp lực của chổi cao su cần phải thấp hơn so với bột nhão hàn thông thường với khuyến nghị không áp dụng nhiều áp lực hơn mức cần thiết để có được khuôn quét sạch trong khi in – cài đặt sẽ gần với 300 gam áp suất trên 25 mm của lưỡi chổi cao su.
Một yếu tố khác cần được xem xét là lượng chất hàn dán trên khuôn quét. Kem hàn không chì ở nhiệt độ thấp có xu hướng dính vào lưỡi chổi cao su trong quá trình sử dụng do trọng lượng nhẹ hơn vì chứa ít thiếc hơn. Do đó, nên bôi nhiều keo hơn so với hàn thông thường để khuyến khích keo dán liên tục trên khuôn quét.
Giai đoạn quét kem hàn của quá trình lắp ráp là vô cùng quan trọng. Nếu có lỗi xảy ra ở giai đoạn này, sẽ có hiệu ứng “gõ cửa” trong suốt quá trình. Sơ đồ nguyên nhân và kết quả có thể được nhìn thấy ở đây liên quan đến hiệu quả truyền chất hàn. Để phát triển quy trình quét kem hàn tối ưu, điều cần thiết là phải xem xét tất cả các khía cạnh của quy trình được nêu chi tiết ở trên.
Mua máy quét kem hàn uy tín ở đâu?
Là một thiết bị SMT cao cấp, việc chọn mua máy quét kem hàn cần được tư vấn chọn lựa kỹ càng, do đó bạn cần chọn mua thiết bị ở những nhà cung cấp uy tín, có nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực phân phối thiết bị đo
Đối với các dòng máy SMT, máy quét kem hàn, Lidinco là nhà phân phối có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực này bạn có thể liên hệ với Lidinco để được tư vấn lựa chọn thiết bị trực tiếp phù hợp với yêu cầu sử dụng
Công Ty TNHH Đầu Tư Phát Triển Cuộc Sống
Địa chỉ: 487 Cộng Hòa, Phường 15, Quận Tân Bình, TPHCM, Việt Nam
Điện thoại: 028 3977 8269 / 028 3601 6797
Di động: 0906 988 447
Email: sales@lidinco.com
Xem thêm: Tham khảo một số sản phẩm máy hàn cáp quang Ilsintech
